KR20140072689A

KR20140072689A - Battery Module Assembly

Info

Publication number: KR20140072689A
Application number: KR1020120140496A
Authority: KR
Inventors: 권오성
Original assignee: 에스케이이노베이션 주식회사
Priority date: 2012-12-05
Filing date: 2012-12-05
Publication date: 2014-06-13

Abstract

A battery module assembly according to an embodiment of the present invention includes a battery module in which at least one unit battery module is stacked; a first connection tap which is formed to have a first electrode terminal and a second electrode terminal protruding from the one side or the other side of the unit battery module and is electrically connected with an external terminal by being electrically connected to any one between the first electrode terminal and the second electrode terminal; and a bus-bar which is electrically connected by an extension part which is extended from the first connection tap and has a second connection tap which is formed for an electrical connection with another external terminal. The present invention is able to more include a terminal cap which is combined to electrically insulate any one between the first and second connection taps of the bus-bar.

Description

[0001] The present invention relates to a battery module assembly,

본 발명은 전지모듈 어셈블리에 관한 것이다. The present invention relates to a battery module assembly.

일반적으로 비디오 카메라, 휴대용 전화, 휴대용 컴퓨터와 같은 휴대형 전자기기의 경량화 및 고기능화가 진행됨에 따라 그 구동 전원으로 사용되는 이차전지에 관한 많은 연구가 이루어지고 있다. 이러한 이차전지는, 예를 들면, 니켈-카드늄 전지, 니켈-수소 전지, 니켈-아연전지, 리튬이차전지 등이 사용되고 있다. 이들 중, 리튬 이차전지는 소형 및 대형화가 가능하며, 작동전압이 높고, 단위 중량당 에너지 밀도가 높다는 이점 때문에 많은 분야에서 널리 사용되고 있다. 2. Description of the Related Art [0002] Portable electronic devices such as video cameras, portable phones, and portable computers are generally made lighter and more sophisticated. As such secondary batteries, for example, nickel-cadmium batteries, nickel-hydrogen batteries, nickel-zinc batteries, lithium secondary batteries and the like are used. Of these, lithium secondary batteries are widely used in many fields due to their small size and large size, high operating voltage, and high energy density per unit weight.

특히, 최근에는 대한민국 공개특허공보 제2005-0069075호에서와 같이, 충방전이 가능한 이차전지가 화석연료를 사용하는 기존의 가솔린차량, 디젤차량 등의 대기오염등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(P-HEV)등의 동력원으로서도 주목받고 있다. 소형 모바일 기기들과는 달리, 자동차 등과 같은 중대형 디바이스에는 고출력 대용량의 필요성에 라 다수의 전지셀을 연결한 중대형 전지모듈이 사용되고 있다.
In particular, recently, as disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 2005-0069075, a rechargeable secondary battery has been proposed as a solution for air pollution in existing gasoline vehicles and diesel vehicles using fossil fuels Has attracted attention as a power source for electric vehicles (EV), hybrid electric vehicles (HEV), and plug-in hybrid electric vehicles (P-HEV). Unlike small-sized mobile devices, middle- or large-sized battery modules such as automobiles have been used in which a large number of battery cells are connected to each other in order to meet the requirement of a large output capacity.

이러한, 중대형 전지모듈을 적용하여 다양한 디바이스를 구성하는 경우에, 단위 전지모듈간의 전기적 연결구조는 디바이스(Device)의 구조에 따라 적용여부가 결정되는 중요한 요소가 된다. 예를 들어, 전기자동차의 플랫폼의 한정된 공간에 다수의 전지팩들을 전기적 연결 구조를 고려하여 탑재하는 것은 각 전지모듈들의 전극단자의 위치 특성에 따라 추가적인 부품을 추가하거나 혹은 전지모듈 결합의 구조를 변경해야 하는 문제점이 있었다. 또한, 전지모듈의 최종 단자인 플러스 단자와 마이너스 단자의 위치의 제약에 따라 전지모듈을 결합하는 경우에 별도의 버스바를 사용해야하는 경우가 종종 발생되는 문제점이 있었다. 만약 전지모듈이 탑재 및 적용되는 디바이스의 구조에 따라 버스바 결합여부를 달리 적용한다면 전지모듈 어셈블리의 생산성을 저하시킬 수 있을 뿐만 아니라 전지모듈이 적용될 다양한 디바이스의 작동성능이나 구동 신뢰성에도 큰 영향을 미치는 문제점이 있었다. 또한, 이차전지의 적용분야가 날로 다양화 되어가는 최근의 추세를 고려하여 보더라도, 진저모듈의 전기적 연결에 의한 설계 자유도를 향상시킬 필요성이 더 크게 대두되고 있다.
In the case of configuring various devices by applying the middle- or large-sized battery module, the electrical connection structure between the unit battery modules is an important factor that is determined depending on the structure of the device. For example, in order to mount a plurality of battery packs in a limited space of an electric vehicle platform considering an electrical connection structure, additional components may be added according to the positional characteristics of the electrode terminals of the battery modules, There was a problem to be done. Further, there is a problem that a separate bus bar must be used when the battery module is coupled according to the restriction of the positions of the positive terminal and the negative terminal, which are the final terminals of the battery module. If the application of the bus bar is applied differently depending on the structure of the device on which the battery module is mounted and applied, not only the productivity of the battery module assembly may be lowered but also the operation performance and driving reliability of various devices to which the battery module is applied There was a problem. Also, considering the recent tendency that the field of application of the secondary battery is diversified, there is a greater need to improve the degree of design freedom by electrical connection of the ginger module.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 일실시예에 따른 목적은 전지모듈에 적용되는 버스바의 양 측단에 단자부를 형성하여 각 단자부의 사용여하에 따라 선택적으로 개폐가능하도록 함으로써, 다수의 전지모듈 연결의 설계 자유도를 향상시켜, 전지모듈이 적용된 디바이스의 작동 성능 및 구동의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 전지모듈 어셈블리를 제공하기 위한 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the problems of the prior art as described above, and it is an object of the present invention to provide a battery module in which a terminal portion is formed at both ends of a bus bar applied to a battery module, The present invention provides a battery module assembly capable of improving the design freedom of connection of a plurality of battery modules and improving the operation performance and reliability of a device to which the battery module is applied by selectively opening and closing the battery module.

본 발명의 일실시예에 따른 전지모듈 어셈블리는, 적어도 하나 이상의 단위전지모듈이 적층된 전지모듈, 상기 단위전지모듈 일측면 또는 타측면에 제1 전극단자 및 제2 전극단자가 돌출되어 형성되고, 상기 제1 전극단자 또는 상기 제2 전극단자 중 어느 하나에 전기적으로 접속되어 외부 단자와 전기적으로 연결되기 위한 제1 연결탭과 상기 제1 연결탭으로부터 연장되는 연장부에 의해 전기적 연결되고, 다른 외부 단자와의 전기적 연결을 위한 제2 연결탭이 형성된 버스바를 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, there is provided a battery module assembly comprising: a battery module having at least one unit cell module stacked; a first electrode terminal and a second electrode terminal protruding from one side or the other side of the unit cell module, A first connection tab electrically connected to one of the first electrode terminal and the second electrode terminal and electrically connected to the external terminal and an extension extending from the first connection tab, And a bus bar having a second connection tab for electrical connection with the terminal.

본 발명의 일실시예에 따른 전지모듈 어셈블리로써, 상기 버스바의 제1 연결탭 또는 상기 제2 연결탭 중 어느 하나를 전기적으로 절연시키기 위해 결합되는 단자캡을 더 포함할 수 있다. The battery module assembly according to an embodiment of the present invention may further include a terminal cap coupled to electrically isolate either the first connection tab or the second connection tab of the bus bar.

본 발명의 일실시예에 따른 전지모듈 어셈블리로써, 상기 단위전지모듈 일측면에 상기 제1 전극단자가 돌출되어 형성되고, 타측면에 제2 전극단자가 돌출되도록 형성될 수 있다. In the battery module assembly according to an embodiment of the present invention, the first electrode terminal protrudes from one side of the unit cell module, and the second electrode terminal protrudes from the other side of the unit cell module.

본 발명의 일실시예에 따른 전지모듈 어셈블리로써, 상기 단위전지모듈의 제1 전극단자 또는 제2 전극단자 중 어느 하나는 적층되어 인접하는 단위전지모듈의 제2 전극단자 또는 제1 전극단자 중 어느 하나와 각각 교호적으로 전기적 접속되도록 상기 단위전지모듈이 순차적으로 적층될 수 있다. One of the first electrode terminal and the second electrode terminal of the unit battery module is stacked to form a second electrode terminal or a first electrode terminal of an adjacent unit cell module, The unit cell modules may be sequentially stacked so as to be alternately and electrically connected to the unit cells.

본 발명의 일실시예에 따른 전지모듈 어셈블리로써, 상기 상기 제1 연결탭부와 상기 제1 전극단자 또는 상기 제2 전극단자와 전기적 접속을 위한 단위버스바가 더 포함될 수 있다. The battery module assembly according to an embodiment of the present invention may further include a unit bus bar for electrical connection with the first connection tab portion and the first electrode terminal or the second electrode terminal.

본 발명의 일실시예에 따른 전지모듈 어셈블리로써, 상기 전지모듈을 수용하는 케이스;를 더 포함하고, 상기 버스바는 상기 케이스 내부에 형성될 수 있다. The battery module assembly according to an embodiment of the present invention may further include a case for housing the battery module, and the bus bar may be formed inside the case.

본 발명의 일실시예에 따른 전지모듈 어셈블리로써, 상기 버스바는 상기 전지모듈의 일면 또는 타면 중 어느 하나의 동일 평면상에서 상기 제1 연결탭과 상기 제1 연결탭의 전기적 연결을 연장시키도록 형성될 수 있다. In the battery module assembly according to an embodiment of the present invention, the bus bar is formed so as to extend the electrical connection between the first connection tab and the first connection tab on the same plane of one side or the other side of the battery module .

본 발명의 일실시예에 따른 전지모듈 어셈블리로써, 상기 단자캡은 상기 버스바의 상기 제1 연결탭 또는 상기 제2 연결탭에 탈부착이 가능하도록 형성될 수 있다. In the battery module assembly according to an embodiment of the present invention, the terminal cap may be detachably attached to the first connection tab or the second connection tab of the bus bar.

본 발명의 일실시예에 따른 전지모듈 어셈블리로써, 상기 단자캡은 절연성 소재로 형성될 수 있다.
In the battery module assembly according to an embodiment of the present invention, the terminal cap may be formed of an insulating material.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.The features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings.

이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
Prior to that, terms and words used in the present specification and claims should not be construed in a conventional and dictionary sense, and the inventor may properly define the concept of the term in order to best explain its invention It should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

본 발명에 따르면, 전지모듈의 전기적 연결을 위한 전극 단자의 위치 자유도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다. According to the present invention, it is possible to improve the positional freedom of the electrode terminal for electrical connection of the battery module.

또한, 전지모듈 간의 전기적 연결을 위한 양극 또는 음극 단자 연결의 위치 자유도를 향상시킴에 따라, 전지모듈이 적용되는 다양한 디바이스에 적용시에 보다 효율적인 전지모듈 탑재구조를 구현시킬 수 있는 효과가 있다. In addition, since the degree of freedom in connection of the positive or negative terminals for electrical connection between the battery modules is improved, there is an effect that the battery module mounting structure can be implemented more efficiently when applied to various devices to which the battery module is applied.

또한, 전지모듈의 전기적 연결을 위한 양극 또는 음극 단자 결합의 위치 자유도를 향상시켜, 동일한 구조의 복수개 전지모듈을 연결, 결합하더라도 다양한 디바이스에 탑재가 용이하며, 전지모듈이 적용된 디바이스의 작동성능을 향상시키고,디바이스 전체 구동의 신뢰성을 확보할 수 있는 효과가 있다. Further, it is possible to improve the degree of positional freedom of the connection of the positive or negative terminals for the electrical connection of the battery module, so that even if a plurality of battery modules having the same structure are connected and coupled, they can be easily mounted on various devices, So that reliability of the entire device can be ensured.

또한, 동일한 구조의 전지모듈을 이용하더라도, 다양한 전기적 연결을 구현할 수 있어, 전지모듈이 탑재되어 적용되는 다양한 디바이스의 이차전지 탑재의 설계 자유도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다. In addition, even if a battery module having the same structure is used, it is possible to realize various electrical connections, thereby improving the degree of freedom in designing various devices to which the battery module is mounted.

또한, 전지모듈의 버스바 및 단자캡을 적용한 구조를 통해, 다양한 디바이스에 적용될 수 있는 단위 전지모듈의 구조를 통일화 시킬 수 있음으로써 전지모듈을 포함한 다양한 디바이스 제품의 생산 리드타임을 경감시킬 수 있고, 이에 따른 제품 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. In addition, through the structure using the bus bar and the terminal cap of the battery module, it is possible to unify the structure of the unit battery module applicable to various devices, thereby reducing the production lead time of various device products including the battery module, The productivity of the product can be improved.

도 1a 및 도 1b는 전지모듈의 전기적 연결의 모식도;
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 단위전지셀의 사시도;
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 단위전지모듈이 적층된 사시도;
도 4 및 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 전지모듈 어셈블리의 사시도; 및
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 복수개의 전지모듈 어셈블리의 전기적 연결을 나타낸 결합 모식도이다. FIGS. 1A and 1B are schematic views of an electrical connection of a battery module; FIG.
FIG. 2 is a perspective view of a unit cell according to an embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 3 is a perspective view illustrating a unit cell module according to an embodiment of the present invention; FIG.
4 and 5 are perspective views of a battery module assembly according to an embodiment of the present invention; And
6 is a schematic view illustrating an electrical connection of a plurality of battery module assemblies according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, "일측", "타측", "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 이하, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The objectives, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG. It should be noted that, in the present specification, the reference numerals are added to the constituent elements of the drawings, and the same constituent elements are assigned the same number as much as possible even if they are displayed on different drawings. It will be further understood that terms such as "one side", "other side", "first", "second", etc. are used to distinguish one element from another element, no. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the following description of the present invention, detailed description of related arts which may unnecessarily obscure the gist of the present invention will be omitted.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1a 및 도 1b는 전지모듈의 전기적 연결의 모식도, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 단위전지셀의 사시도, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 단위전지모듈(10)이 적층된 사시도이고, 도 4 및 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 전지모듈 어셈블리(1)의 사시도이다.
FIG. 2 is a perspective view of a unit cell according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional view of a unit cell module according to an embodiment of the present invention. And FIGS. 4 and 5 are perspective views of a battery module assembly 1 according to an embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 전지모듈 어셈블리(1)의 단위전지모듈(10)을 구성하는 전지셀들은 충방전이 가능한 이차전지로서 리튬이차전지 또는 니켈-수소 이차전지를 사용할 수 있으나, 반드시 여기에 한정되는 것은 아니며, 충방전이 가능한 이차전지라면 당업자에 다양한 종류의 이차전지를 선택 적용할 수 있음은 자명하다. 예를 들어,니켈-수소 이차전지는 양극에 니켈, 음극에 수소흡장합금, 전해질로 알카리 수용액을 사용한 이차전지로서 단위부피당 용량이 크므로 전기자동차(EV)나 하이브리드자동차(HEV) 등의 에너지원으로 사용하기 적합할 수 있다. 또한, 리튬이차전지는 구체적으로 양극 활물질을 LiCoO₂ 등의 금속 산화물과 음극활물질로 탄소 재료 등을 사용하여, 음극과 양극 사이에 다공성 고분자 분리막을 위치시키고, LiPF₆ 등의 리튬염을 함유한 비수성 전해액을 넣어서 제조할 수 있다. 충전시에 양극 활물질의 리튬 이온이 방출되어 음극의 탄소 층으로 삽입되고, 방전시에는 탄소 층의 리튬이온이 방출되어 양극 활물질로 삽입되며, 비수성 전해액은 음극과 양극 사이에서 리튬 이온이 이동하는 매질의 역할을 한다. 리튬이차전지는 에너지 밀도와 작동전압이 높고 보존특성이 우수하므로 전기자동차(EV)나 하이브리드자동차(HEV)의 에너지원 뿐만 아니라 다양한 전자제에 적용, 사용될 수 있다.
The battery cells constituting the unit battery module 10 of the battery module assembly 1 according to the present invention may use a lithium secondary battery or a nickel-hydrogen secondary battery as a rechargeable secondary battery. However, And it is obvious that a secondary battery capable of charge and discharge can be selectively applied to various kinds of secondary batteries by those skilled in the art. For example, a nickel-hydrogen secondary battery is a secondary battery using nickel as a positive electrode, a hydrogen storage alloy as a negative electrode, and an aqueous alkaline solution as an electrolyte. Since the capacity is large per unit volume, As shown in FIG. Specifically, the lithium _secondary battery is formed by placing a porous polymer separator between a cathode and a cathode by using a metal oxide such as LiCoO ₂ as a cathode active material and a carbon material as a negative electrode active material and by using a lithium salt containing lithium salt such as LiPF ₆ Aqueous electrolytic solution. During charging, the lithium ions of the cathode active material are released and inserted into the carbon layer of the cathode. During discharging, the lithium ions of the carbon layer are released and inserted into the cathode active material. In the non-aqueous electrolyte, lithium ions migrate between the cathode and the anode It acts as a medium. Lithium secondary batteries have high energy density, high operating voltage and excellent storage characteristics, so they can be applied to various electronic materials as well as energy sources of electric vehicles (EV) and hybrid vehicles (HEV).

또한, 리튬이차전지는 전극조립체와 전극조립체를 감싸서 밀봉하는 파우치케이스를 포함하는 파우치형 전지 또는 각형 전지 등으로 형성될 수 있다. 특히, 파우치형 케이스는 알루미늄 박판과 같은 금속질 박판에 그 표면을 절연처리하여 사용될 수 있으며, 절연처리는 폴리머수지인 변성 폴리프로필렌, 예를 들어, CPP(Casted Polypropylene)가 열융착층을 이루며 도포되어 있고, 그 외측면에 나일론이나 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)와 같은 수지재가 형성될 수 있다. 본 구조는 리튬이차전지의 일실시예로서 설명된 것이며, 본 발명에서 이러한 구조는 전지의 형태 및 종류에 따라 당업자에 의해 적절히 변경하여 선택, 적용될 수 있음은 물론이다.
Further, the lithium secondary battery may be formed of a pouch-shaped battery or a prismatic battery including a pouch case that encloses and encapsulates the electrode assembly and the electrode assembly. Particularly, the pouch-type case can be used by insulating the surface of a thin metal plate such as an aluminum foil, and the insulating treatment is performed by applying a modified polypropylene, for example, a polymer resin, such as CPP (Casted Polypropylene) And a resin material such as nylon or polyethylene terephthalate (PET) may be formed on the outer surface. This structure is described as an embodiment of a lithium secondary battery, and it is needless to say that such a structure in the present invention can be appropriately changed and selected by a person skilled in the art depending on the type and the type of the battery.

특히, 본 발명은 적어도 하나 이상의 전지모듈 어셈블리(1)간의 전기적 연결이나, 전지모듈자체의 외부 단자와의 연결을 보다 용이하게 하고, 그 전기적 연결을 위한 설계의 자유도를 더욱 향상시키기 위한 것이다.
Particularly, the present invention is intended to facilitate the electrical connection between at least one battery module assembly 1 and the external terminal of the battery module itself, and to further improve the degree of freedom of design for the electrical connection.

도 1a에 도시된 바와 같이, 적어도 하나 이상의 단위전지모듈(10)이 각각 전기적으로 연결되어 형성되는 각형 전지모듈에서는, 외부단자와의 연결 또는 인접하는 다른 전지모듈 간의 전기적 연결을 위한 최종 단자(51, 52)가 서로 반대편에 위치하게 된다. 또한, 도 1b에 도시된 바와 같이, 일반적인 단방향의 파우치형 전지모듈이 적층되면서 각 단위전지모듈(10)이 전기적으로 연결되는 경우에서는, 외부단자와의 연결 또는 인접하는 다른 전지모듈 간의 전기적 연결을 위한 최종 단자(51, 52)가 단위전지모듈(10)의 일측면의 동일방향으로 위치하게 된다.
As shown in FIG. 1A, in a prismatic battery module in which at least one or more unit battery modules 10 are electrically connected to each other, a final terminal 51 for electrical connection between an external terminal and another adjacent battery module , 52 are located opposite to each other. In addition, as shown in FIG. 1B, when the unitary battery modules 10 are electrically connected with each other in a general unidirectional pouch-shaped battery module stacked, the electrical connection between the external terminals and the adjacent battery modules The end terminals 51 and 52 are positioned in the same direction on one side of the unit battery module 10. [

이와 같이, 각형의 전지모듈이나 파우치형 전지모듈에서 전지모듈을 형성하는 단위전지모듈(10)간의 전기적 연결구조 이외에, 최종적으로 다른 전지모듈 등과 전기적 연결을 위해서는, 각 전지모듈에 형성된 최종 단자(50)의 위치관계가 중요하다. 최종 단자(50)의 위치에 대응되도록 전지모듈을 전기적으로 연결하거나, 단자의 위치가 구조적으로 연결하기 어려운 경우에는 별도의 단자의 위치를 변환하기 위한 버스바(20)를 사용하여 단자의 위치를 변경할 수 있다. 그러나, 이차전지를 포함하는 전지모듈의 적용분야가 점점 넓어져 가고, 적용 디바이스의 종류도 늘어남에 따라 전지모듈 간 또는 외부 단자와의 전기적 연결을 위한 구조적인 자유도의 향상이 필요하게 되었다. 본 발명은 전지모듈의 최종 단자(50)의 전기적 접속 위치의 자유도를 향상시키기 위해, 버스바(20)의 연장부(21)를 형성함과 동시에, 버스바(20)의 양단의 제1 연결탭(22)과 제2 연결탭(23)에 절연성 단자캡(30)을 적용하여, 버스바(20) 양단에 형성되는 전기적 연결을 위한 단자부를 전지모듈의 연결구조에 따라 적절히 개폐함으로써, 동일한 구조의 전지모듈을 가지고도 보다 다양한 전지모듈의 전기적 연결구조를 구현할 수 있는 것을 특징으로 한다.
In this way, in addition to the electrical connection structure between the unit battery modules 10 forming the battery module in the prismatic battery module or the pouch-shaped battery module, in order to finally establish electrical connection with other battery modules or the like, ) Is important. The battery module may be electrically connected to correspond to the position of the final terminal 50 or if the position of the terminal is difficult to be structurally connected, the position of the terminal may be changed using a bus bar 20 for changing the position of the terminal Can be changed. However, as the application field of the battery module including the secondary battery is getting wider and the kinds of application devices are also increasing, it is required to improve the degree of freedom for the electrical connection between the battery modules or the external terminal. The extension part 21 of the bus bar 20 is formed in order to improve the degree of freedom of the electrical connection position of the final terminal 50 of the battery module and at the same time, The insulating terminal caps 30 are applied to the tabs 22 and the second connection tabs 23 to open and close the terminal portions for electrical connection formed at both ends of the bus bar 20 according to the connection structure of the battery module, The present invention is also characterized in that an electrical connection structure of a plurality of battery modules can be realized even with the battery module of the structure.

이하에서는, 본 발명의 일실시예에 따른 전지모듈 어셈블리(1)의 각 구성 및 작용효과를 중심으로 설명하며, 본 발명의 일실시예로서 도 1b에 도시된 파우치형 단위전지모듈(10)을 포함한 전지모듈을 그 예로 설명하며, 도 1a에 도시된 각형의 전지모듈에서도 동일한 기술적 사상이 적용되며, 설계변경이 가능함은 당업자에 의해 자명할 것이다.
Hereinafter, each configuration and operation effects of the battery module assembly 1 according to an embodiment of the present invention will be described. In an embodiment of the present invention, the pouch type unit battery module 10 shown in FIG. It is to be understood by those skilled in the art that the same technical idea is applied to the prismatic battery module shown in FIG.

본 발명의 일실시예에 따른 전지모듈 어셈블리(1)는, 적어도 하나 이상의 단위전지모듈(10)이 적층된 전지모듈, 상기 단위전지모듈(10) 일측면 또는 타측면에 제1 전극단자(11) 및 제2 전극단자(12)가 돌출되어 형성되고, 상기 제1 전극단자(11) 또는 상기 제2 전극단자(12) 중 어느 하나에 전기적으로 접속되어 외부 단자와 전기적으로 연결되기 위한 제1 연결탭(22)과 상기 제1 연결탭(22)으로부터 연장되는 연장부(21)에 의해 전기적 연결되고, 다른 외부 단자와의 전기적 연결을 위한 제2 연결탭(23)이 형성된 버스바(20);를 포함하며, 상기 버스바(20)의 제1 연결탭(22) 또는 상기 제2 연결탭(23) 중 어느 하나를 전기적으로 절연시키기 위해 결합되는 단자캡(30)을 더 포함할 수 있다.
The battery module assembly 1 according to an embodiment of the present invention includes a battery module in which at least one unit battery module 10 is stacked, a first electrode terminal 11 And a second electrode terminal 12 which are electrically connected to any one of the first electrode terminal 11 and the second electrode terminal 12 and are electrically connected to an external terminal, A bus bar 20 electrically connected by a connection tab 22 and an extension 21 extending from the first connection tab 22 and formed with a second connection tab 23 for electrical connection with another external terminal, And a terminal cap (30) coupled to electrically isolate either the first connection tab (22) or the second connection tab (23) of the bus bar (20) have.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예로 적용되는 파우치형 단위전지모듈(10)은 제1 전극단자(11)와 제2 전극단자(12)가 서로 대향하여 전지본체(13)의 상단부와 하단부에 각각 돌출된 구조로 형성될 수 있다. 외장부재(14)는 상하 2단위로 이루어져 있고, 외장부재(14) 내부에 양극, 음극 및 분리막으로 형성된 전극조립체(도면 미도시)가 수용되는 수용부를 형성하고, 외장부재(14) 테두리부(15)를 접착, 실링함으로서 단위전지모듈(10)을 형성할 수 있다. 여기서, 단위전지모듈(10)은 전극조립체를 포함하는 파우치형 전지 하나를 의미할 수 있으며, 적어도 하나 이상의 파우치형 전지가 알루미늄케이스 내부에 수용되어 하나의 단위전지모듈(10)을 형성하는 경우를 포함할 수 있다(도 3 참조).
2, a pouch type unit battery module 10 according to an embodiment of the present invention includes a first electrode terminal 11 and a second electrode terminal 12 facing each other, And may be formed to have a structure protruding from an upper end portion and a lower end portion, respectively. The exterior member 14 is composed of two upper and lower units and a housing portion in which an electrode assembly (not shown) formed of an anode, a cathode and a separator is accommodated is formed in the exterior member 14, 15 are adhered and sealed to form the unit cell module 10. Here, the unit battery module 10 may mean one pouch-type battery including an electrode assembly, and at least one pouch-type battery may be accommodated in the aluminum case to form one unit battery module 10 (See FIG. 3).

도 1b에 도시된 바와 같이, 파우치형 전지모듈에서 각 단위전지모듈(10)의 전기적 연결은 단위전지모듈(10)의 제1 전극단자(11)와 제2 전극단자(12) 중 어느 하나가 인접하는 다른 단위전지모듈(10)의 제2 전극단자(12)와 제1 전극단자(11) 중 어느 하나에 교호적으로 전기적 연결될 수 있다. 이러한 단위전지모듈(10)간의 전기적 연결이 이루어지고 나면, 최종적으로 전지모듈의 일측면의 동일선상에 외부 단자 등과 연결할 수 있는 최종 단자(50)가 형성된다. 이러한 최종 단자(50)를 버스바(20)와 이에 결합되는 단자캡(30) 구성을 통해 전지모듈에서의 전기적 접속위치를 전환시킬 수 있는 이점이 있다.
1B, the electrical connection of each unit battery module 10 in the pouch-shaped battery module is performed by either one of the first electrode terminal 11 and the second electrode terminal 12 of the unit battery module 10 And may alternatively be electrically connected to any one of the second electrode terminal 12 and the first electrode terminal 11 of another adjacent unit cell module 10. After the electrical connection between the unit battery modules 10 is completed, a final terminal 50 that can be connected to external terminals or the like is formed on the same line as one side of the battery module finally. This final terminal 50 is advantageous in that the electrical connection position in the battery module can be switched through the bus bar 20 and the configuration of the terminal cap 30 coupled thereto.

본 발명에서 제1 전극단자(11) 및 제2 전극단자(12)는 각각 양극 또는 음극의 상호 대응되는 극성을 띠는 단자를 의미하는 것으로 한다. 또한, 단위전지모듈(10)간의 전기적 연결 후에 최종적으로 전지모듈의 최종 단자(50)를 구성하는 양극단자 및 음극단자도 상기의 제1 전극단자(11) 및 제2 전극단자(12)의 용어를 공통으로 사용하는 것으로 정의한다.
In the present invention, the first electrode terminal 11 and the second electrode terminal 12 mean a terminal having polarities corresponding to each other of the anode or the cathode. The positive terminal and the negative terminal which finally constitute the final terminal 50 of the battery module after the electrical connection between the unit cell modules 10 are also similar to the terms of the first and second electrode terminals 11 and 12 Are commonly used.

버스바(20)는 일측단이 전지모듈의 최종 단자(50)로 형성되는 제1 전극단자(11) 또는 제2 전극단자(12) 중 어느 하나에 연결되어, 타측단이 전지모듈의 다른 측면으로 전기적 연결이 가능하도록 연장부(21)를 형성할 수 있다. 버스바(20)의 연장부(21)를 통해 제1 전극단자(51) 또는 제2 전극단자(52) 중 어느 하나의 전극단자가 전지모듈의 다른 측면에서 전기적 연결되도록 형성할 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 전지모듈의 최종 단자(50)인 제1 전극단자(51)와 제2 전극단자(52)가 형성되고, 그 중에 어느 하나의 전극단자를 버스바(20)에 접속하여 연결한다. 버스바(20)는 전지모듈의 일측면에 연장부(21)를 형성하며 전지모듈의 다른 측면에 동일한 극성의 전기적 연결단자부를 형성할 수 있다. One end of the bus bar 20 is connected to either the first electrode terminal 11 or the second electrode terminal 12 formed as the final terminal 50 of the battery module and the other end of the bus bar 20 is connected to the other side The extension portion 21 can be formed so as to be electrically connected. The electrode terminal of either the first electrode terminal 51 or the second electrode terminal 52 may be electrically connected to the other side of the battery module through the extension portion 21 of the bus bar 20. For example, as shown in FIG. 4, a first electrode terminal 51 and a second electrode terminal 52, which are the final terminals 50 of the battery module, are formed, (20). The bus bar 20 may form an extension 21 on one side of the battery module and may form electrical connection terminal portions of the same polarity on the other side of the battery module.

예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 전지모듈상에 형성된 최종 단자(50) 중 제2 전극단자(12)에 전기적 접속하도록 제1 연결탭(22)을 형성하고, 제1 연결탭(22)으로부터 연장되는 연장부(21)를 통해 외부 단자 또는 다른 전지모듈과의 전기적 연결을 할 수 있는 제2 연결탭(23)을 형성한다. 제1 연결탭(22)과 제2 연결탭(23)은 동시에 전기적 연결될 수 는 없고, 어느 하나의 연결탭은 단자캡(30)으로 절연시키고, 나머지 하나의 연결탭만이 전지모듈의 전기적 연결에 사용되는 것이 바람직할 것이다. 제1 연결탭(22)과 제2 연결탭(23)의 구성 및 위치는 도 4에 도시된 것에 한하지 않으며, 전지모듈의 전기적 결합구조의 필요에 따라 적절한 위치에 배치를 변경할 수 있음은 물론이다. 도 4와 같이 제2 연결탭(23)을 단자캡(30)으로 절연시켜 제1 연결탭(22)의 제2 전극단자(52)를 사용할 수 있고, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 연결탭(22)을 단자캡(30)으로 절연시키고 제2 연결탭(23)을 통해 제2 전극단자(52)를 전기적 연결할 수 있다. 여기서 버스바(20)에 접속되는 최종 단자(50)는 제1 전극단자(51) 또는 제2 전극단자(52) 중 어느 것이든 선택적으로 적용될 수 있음은 물론이다.
For example, as shown in FIG. 4, a first connection tab 22 is formed to electrically connect to the second electrode terminal 12 of the final terminal 50 formed on the battery module, 22 to form an electrical connection with an external terminal or another battery module through the extension 21. The first connection tab 22 and the second connection tab 23 can not be electrically connected at the same time and any one connection tab is insulated by the terminal cap 30 and only the other connection tab is electrically connected to the battery module As shown in FIG. The configuration and position of the first connection tab 22 and the second connection tab 23 are not limited to those shown in FIG. 4, and the arrangement of the first connection tab 22 and the second connection tab 23 can be changed at an appropriate position according to the need of the electrical connection structure of the battery module to be. 4, the second connection tab 23 may be insulated by the terminal cap 30 to use the second electrode terminal 52 of the first connection tab 22. As shown in FIG. 5, The connection tab 22 may be insulated by the terminal cap 30 and the second electrode terminal 52 may be electrically connected through the second connection tab 23. [ It is needless to say that either the first electrode terminal 51 or the second electrode terminal 52 can be selectively applied to the final terminal 50 connected to the bus bar 20.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 전지모듈의 최종 단자(50)를 전기적 연결하기 위해서 별도의 단위버스바(40)를 사용할 수 있다. 단위버스바(40)가 전지모듈 최종 단자(50)인 제1 전극단자(11) 및 제2 전극단자(12)에 각각 결합되고, 버스바(20)는 이러한 단위버스바(40)에 재차 결합되도록 형성됨으로써, 전지모듈 간의 전기적 연결의 신뢰성을 보다 확보할 수 있다. 단위버스바(40) 및 버스바(20)의 구성 및 연결형태는 도 4 및 도 5에 도시된 것에 한정되는 것은 아니며, 전지모듈 어셈블리(1)의 내부 구조에 따라 적절한 변경이 가능할 수 있음은 당업자에 의해 자명하다 할 것이다.
As shown in FIGS. 4 and 5, a separate unit bus bar 40 may be used to electrically connect the final terminal 50 of the battery module. The unit bus bar 40 is coupled to the first electrode terminal 11 and the second electrode terminal 12 which are the battery module final terminals 50 and the bus bar 20 is connected to the unit bus bar 40 again The reliability of the electrical connection between the battery modules can be further secured. The configuration and the connection form of the unit bus bar 40 and the bus bar 20 are not limited to those shown in FIGS. 4 and 5, and it is possible to appropriately change the structure according to the internal structure of the battery module assembly 1 Will be apparent to those skilled in the art.

버스바(20) 양단의 제1 연결탭(22)과 제2 연결탭(23) 중 어느 하나의 절연을 유지하기 위한 단자캡(30)은 절연성 소재로 형성되는 것이 바람직할 것이다. 따라서, 고분자 수지나 기타 다양한 절연성 소재가 적용될 수 있음은 물론이다. 특히, 단자캡(30)을 제1 연결탭(22)이나 제2 연결탭(23)과 결합하는 경우에는 전지모듈의 결합구조에 따라 적절히 탈부착이 가능한 결합구조로 형성될 수 있다. 예를 들어, 단자캡(30)의 내측의 원통형 내경에 나사산을 형성하고, 대응 결합되는 제1 연결탭(22)이나 제2 연결탭(23)을 대응되는 원통형 외경에 나사산을 형성하도록 제작함으로써, 단자캡(30)이 나사결합을 통해 탈부착이 가능하도록 형성할 수 있으며, 이외에도 탈부착이 가능한 다양한 공지의 결합구조를 선택, 적용할 수 있음은 물론이다.
The terminal cap 30 for maintaining insulation between the first connection tab 22 and the second connection tab 23 at both ends of the bus bar 20 may be formed of an insulating material. Therefore, polymeric resin or various other insulating materials can be applied. In particular, when the terminal cap 30 is coupled with the first connection tab 22 or the second connection tab 23, the terminal cap 30 may be formed in a coupling structure that can be properly attached and detached according to the connection structure of the battery module. For example, a thread is formed in the cylindrical inner diameter of the inner side of the terminal cap 30, and the corresponding first connection tab 22 and the second connection tab 23 are formed so as to form a thread at the corresponding cylindrical outer diameter The terminal cap 30 and the terminal cap 30 can be detachably attached to each other through a screw connection. In addition, various known coupling structures that can be detachably attached can be selected and applied.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 복수개의 전지모듈 어셈블리(1)의 전기적 연결을 나타낸 결합 모식도이다.
6 is a schematic view showing the electrical connection of a plurality of battery module assemblies 1 according to an embodiment of the present invention.

도 6에서 전지모듈 100 내지 400번은 각 결합이 일반적으로 전지모듈 일측면에 형성된 최종 단자(50) 간의 결합으로 전기적 연결이 가능하지만, 500번, 600번 및 700번의 전기적 연결구조는 버스바(20)를 이용하여 전극단자의 연결위치를 제2 연결탭(23)으로 변환하여 전지모듈 간의 연결이 이루어짐을 알 수 있다. 즉, 500번의 전지모듈의 일측면에 형성된 제2 전극단자(52)의 전기적 연결부인 제1 연결탭(22)을 단자캡(30)으로 절연시키고, 제1 연결탭(22)으로부터 연장되는 제2 연결탭(23)을 개방함으로써, 600번의 전지모듈의 제1 전극단자(51)와의 전기적 연결을 보다 간편하게 할 수 있다. 또한, 600번의 전지모듈의 경우에도 전지모듈의 버스바(20) 티단의 제2 연결탭(23)만을 개방하여 700번 전지모듈의 제1 전극단자(51)와 전기적 연결함으로써 두 전지모듈의 전기적 연결을 전지모듈의 배치에 맞게 형성할 수 있다. 이는 다수의 전지모듈이 길이방향으로 순차적으로 연결되도록 하는 경우의 예이지만, 이 밖에도 다양한 전지모듈의 배치형태에 따라 버스바(20)의 제1 연결탭(22)과 제2 연결탭(23)을 구성함으로써 보다 자유로운 전지모듈의 배치를 구현할 수 있다. 최종적으로, 각 전지모듈의 연결구조와 함께 전지모듈에서 각각의 양극단자와 음극단자가 외부전원(60)과 전기적 연결됨으로써 전지모듈이 작동하고, 전지모듈이 적용된 디바이스의 구동이 가능하다.
In FIG. 6, the battery modules 100 to 400 are electrically connected by the connection between the final terminals 50 formed on one side of the battery module. However, the electrical connection structures 500, 600, The connection position of the electrode terminal is converted into the second connection tab 23 so that the connection between the battery modules can be understood. That is, the first connection tab 22, which is the electrical connection portion of the second electrode terminal 52 formed on one side of the battery module 500, is insulated by the terminal cap 30, and the first connection tab 22, By opening the second connection tab 23, electrical connection with the first electrode terminal 51 of the battery module 600 can be made easier. Also, even in the case of the 600th battery module, only the second connection tab 23 at the end of the bus bar 20 of the battery module is opened and electrically connected to the first electrode terminal 51 of the 700th battery module, The connection can be formed to match the arrangement of the battery module. The first connection tab 22 and the second connection tab 23 of the bus bar 20 may be connected to each other in accordance with the arrangement of the various battery modules. The arrangement of the battery module can be realized more freely. Finally, each of the positive and negative terminals of the battery module is electrically connected to the external power source 60 in conjunction with the connection structure of each battery module, thereby operating the battery module and driving the device to which the battery module is applied.

따라서, 본 발명은 전지모듈이 탑재되는 자동차의 플랫폼 등에 탑재위치나 공간상이 제약이 따르는 경우에, 그 구조에 맞도록 전지모듈의 버스바(20) 양단의 제1 연결탭(22) 또는 제2 연결탭(23)을 선택적으로 사용함으로써, 동일한 전지모듈의 제품으로 보다 다양한 전기적 결합구조를 구현할 수 있는 이점이 있다.
Therefore, in the case where the mounting position or the space is constrained on the platform of an automobile on which the battery module is mounted, the first connection tab 22 or the second connection tab 22 at both ends of the bus bar 20 of the battery module, By selectively using the connection tab 23, there is an advantage that a more diversified electrical coupling structure can be realized with the same battery module product.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 전지모듈 어셈블리는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It is to be understood that within the scope of the appended claims, It will be apparent that modifications and improvements can be made by those skilled in the art.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

1: 전지모듈 어셈블리 10: 단위전지모듈
11: 제1 전극단자 12: 제2 전극단자
13: 전지본체 14: 외장부재
15: 테두리부 20: 버스바
21: 연장부 22: 제1 연결탭
23: 제2 연결탭 30: 단자캡
40: 단위버스바 41: 제1 단위버스바
42: 제2 단위버스바 50: 최종 단자
51: 제1 전극단자 52: 제2 전극단자
60: 외부전원1: battery module assembly 10: unit battery module
11: first electrode terminal 12: second electrode terminal
13: battery body 14: exterior member
15: rim portion 20: bus bar
21: extension part 22: first connection tab
23: second connection tab 30: terminal cap
40: unit bus bar 41: first unit bus bar
42: second unit bus bar 50: final terminal
51: first electrode terminal 52: second electrode terminal
60: External power source

Claims

A battery module in which at least one unit battery module is stacked;
Wherein the first electrode terminal and the second electrode terminal protrude from one side surface or the other side surface of the unit cell module,
A first connection tab electrically connected to one of the first electrode terminal and the second electrode terminal and electrically connected to the external terminal,
And a bus bar electrically connected by an extension extending from the first connection tab and having a second connection tab for electrical connection with another external terminal.

The method according to claim 1,
And a terminal cap coupled to electrically isolate either the first connection tab or the second connection tab of the bus bar.

The method according to claim 1,
Wherein the first electrode terminal protrudes from one side of the unit cell module and the second electrode terminal protrudes from the other side of the unit cell module.

The method of claim 3,
Wherein one of the first electrode terminal and the second electrode terminal of the unit cell module is stacked and electrically connected to one of the second electrode terminal and the first electrode terminal of the adjacent unit cell module, And the battery module assembly is stacked in this order.

The method according to claim 1,
And a unit bus bar for electrical connection with the first connection tab portion and the first electrode terminal or the second electrode terminal.

The method according to claim 1,
And a case for accommodating the battery module,
Wherein the bus bar is formed inside the case.

The method according to claim 1,
Wherein the bus bar is formed to extend an electrical connection between the first connection tab and the first connection tab on the same plane of one side or the other side of the battery module.

The method of claim 2,
Wherein the terminal cap is detachably attachable to the first connection tab or the second connection tab of the bus bar.

The method of claim 2,
Wherein the terminal cap is formed of an insulating material.